KR101363895B1 - 속경성 폴리머콘크리트 조성물, 속경성 폴리머콘크리트, 이의 제조방법 및 도로면 측구 시공공법 - Google Patents

속경성 폴리머콘크리트 조성물, 속경성 폴리머콘크리트, 이의 제조방법 및 도로면 측구 시공공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 속경성 폴리머콘크리트 조성물, 속경성 폴리머콘크리트, 이의 제조방법 및 도로면 측구 시공공법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 압축강도 및 휨강도가 우수한 속경성 폴리머콘크리트를 제공할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 이상에서와 같은 본 발명의 속경성 폴리머콘크리트를 이용한 도로면 측구 시공은 공사시간단축으로 공사비 절감의 효과를 제공할 수 있다. 또한, 공사 시 발생하는 소음 및 분진발생을 억제가능하고, 산업폐기물 발생량도 감소시키고, 배수로 구조체 수명연장으로 향후 공사비 절감의 효과도 제공 가능할 수 있도록 한다.

Description

속경성 폴리머콘크리트 조성물, 속경성 폴리머콘크리트, 이의 제조방법 및 도로면 측구 시공공법{Early strength cement concrete composite and Early strength cement concrete and Method of them and Construction method of lateral ditch for road using them}
본 발명은 속경성 폴리머콘크리트 조성물, 속경성 폴리머콘크리트, 이의 제조방법 및 도로면 측구 시공공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축강도 및 휨강도가 우수한 속경성 폴리머콘크리트를 제공하고, 이를 이용한 도로면 측구 시공공법에 관한 것이다.
일반적으로 도로는 아스팔트 혹은 콘크리트로 포장되며, 경계석이 도로에 설치되어 도로를 인도와 차도로 분리한다. 그리고 차도의 가장자리에는 도로측구가 마련됨으로써 도로에 고인 물을 배수시킬 수 있다. 이러한 도로측구는 차량 등에 의한 충격, 진동, 그리고 시간의 경과에 따라 노후될 수 있음으로 보수공사가 요구된다.
종래의 아스팔트도로 재포장공사 방법은 배수로와 재포장된 도로의 레벨 맞춤 및 콘크리트노후화에 의한 재공사를 위하여 배수로를 포크레인 또는 브레이커로 파쇄한 후, 발생된 파쇄물을 제거하고 배수구설치와 콘크리트 거푸집을 설치하여, 콘크리트 타설 후 양생하여 수행되었다.
그러나 이러한 종래의 방법으로는 소음이 125 db이상이 발생하고, 분진에 의한 주민 불편을 가중한다는 문제점이 있었으며, 건설폐기물 처리에 따른 환경오염 발생에 대한 문제점이 있었다.
또한, 전면 재공사에 따른 공사비 증가와 콘크리트 양생시간에 따른 도로차단 시간 증가 및 공사 소요일도 약 5 ~ 7일 정도 소요된다는 문제점이 있었다.
한편, 종래에 도로 측구 시공 시, 사용하였던 콘크리트는 경화시간 및 양생이 시간이 길어서 공사시간이 길었을 뿐만 아니라, 압축강도 및 휨강도도 낮아서 기존면과 접착강도가 낮다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 압축강도 및 휨강도 보강으로 내구성의 향상되는 속경성 폴리머콘크리트 조성물 및 속경성 폴리머콘크리트를 제공하여 도로면 측구 시공시 소음 및 공사비용을 낮출 수 있는 도로면 측구 시공방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 포틀랜드 시멘트 15 ~ 25 중량%, 알루미나 시멘트 15 ~ 30 중량%, 조강재 5 ~ 20 중량% 및 골재 30 ~ 65 중량%;를 함유한 시멘트 혼합물을 포함하는 속경성 폴리머콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여 아크릴계 수지 20 ~ 45 중량부 및 첨가제 1 ~ 30 중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 아크릴계 수지는 에폭시 변성 아크릴, 실란 변성 아크릴 및 폴리 변성 아크릴로 구성된 군 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 첨가제는 내마모제, 유동화제, 촉진제, 소포제, 지연제, 증점제 및 발수제 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 내마모제는 1 ~ 8 중량부, 상기 유동화제는 2 ~ 8 중량부, 상기 촉진제는 0.02 ~ 0.3 중량부, 소포제 0.01 ~ 0.1 중량부, 지연제 0.01 ~ 1.2 중량부, 증점제 0.02 ~ 1.0 중량부 및 발수제 0.01 ~ 1.0 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 골재는 규사일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 본 발명의 속경성 폴리머콘크리트 조성물을 이용한 속경성 폴리머콘크리트로써, 상기 속경성 폴리머콘크리트는 KS F 2476 시험방법으로 측정시, 압축강도 35 ~ 60 N/㎟이고, KS F 2476 시험방법으로 측정시 휨강도 6 ~ 8 N/㎟)인 속경성 폴리머콘크리트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 (1) 포틀랜드 시멘트 15 ~ 25 중량%, 알루미나 시멘트 15 ~ 30 중량%, 조강재 5 ~ 20 중량% 및 골재 30 ~ 65 중량%를 포함하는 시멘트 조성물을 제조하는 단계; (2) 상기 시멘트 조성물을 1 ~ 10분 동안 18 ~ 25 ℃에서 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (3) 상기 혼합물에 아크릴계 수지 및 첨가제를 투입하여, 400 ~ 600 rpm으로 3 ~ 8분 동안 교반하는 단계;를 포함하여 제조하는 속경성 폴리머콘크리트 제조방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은 (1) 도로 측구를 10 ~ 100 ㎜의 깊이로 절삭하는 단계; (2) 상기 절삭된 부위를 프라이머로 도포하는 단계; (3) 상기 도포 부위에 상술한 바와 같은 폴리머콘크리트를 포설하는 단계; 및 (4) 상기 포설된 폴리머콘크리트를 양생하는 단계;를 포함하여 수행되는 도로면 측구 시공공법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 프라이머는 에폭시 프라이머, 우레탄수지 프라이머 및 아크릴 수지로 이루어진 군 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 양생하는 단계는 20 ~ 90 분 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 절삭된 부위와 폴리머콘크리트는 KS F 2476 시험방법으로 측정시, 접착강도가 1.0 ~ 2.5 N/㎟일 수 있다.
본 발명의 속경성 폴리머콘크리트는 경화시간이 짧아 공기단축효과가 있으며, 특화된 자재로 기존면과 접착강도가 우수할 뿐만 아니라, 압축강도 및 휨강도 보강으로 내구성의 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 속경성 폴리머콘크리트를 이용한 도로 측구 시공방법을 통해서는 기존의 측구와 경계석을 굴착하지 않고도 부분 보수 및 전면 보수가 가능하여, 공사시간단축으로 공사비 절감의 효과를 제공할 수 있다.
이를 통해 공사 시 발생하는 소음 및 분진발생을 억제가능하고, 산업폐기물 발생량도 감소시키고, 배수로 구조체 수명연장으로 향후 공사비 절감의 효과도 제공 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일구현예에 따라 시공한 도로면의 단면도이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 종래의 폴리머콘크리트는 경화시간 및 양생이 시간이 길어서 공사시간이 길었을 뿐만 아니라, 압축강도 및 휨강도도 낮아서 기존면과 접착강도가 낮다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명의 한 측면에 따르면, 포틀랜드 시멘트 15 ~ 25 중량%, 알루미나 시멘트 15 ~ 30 중량%, 조강재 5 ~ 20 중량% 및 골재 30 ~ 65 중량%를 함유한 시멘트 혼합물을 포함하는 속경성 폴리머콘크리트 조성물을 제공함으로써, 상술한 문제의 해결을 모색하였다.
먼저 시멘트 혼합물에 대해 설명한다.
본 발명의 시멘트 혼합물은 포틀랜드 시멘트, 알루미나시멘트, 조강재 및 골재를 함유한 것으로써, 속경성 폴리머콘크리트에서 응결 경화 및 내구성 보강 역할을 한다.
먼저, 시멘트에 대해 설명한다.
본 발명에서 시멘트는 응결을 경화하는 역할을 하며, 종류는 기경성시멘트(석회, 고토질석회, 석고 및 마그네시아시멘트 등), 수경성시멘트(단미시멘트로서 수경성석회, 로망시멘트, 천연시멘트, 포틀랜드시멘트 및 알루미나시멘트 등), 혼합시멘트(고로시멘트,·실리커시멘트, 플라이애시시멘트, 메조리시멘트, 팽창성시멘트 및 착색시멘트 등) 및 특수시멘트(내산시멘트 및 치과용 시멘트 등)로 크게 나눈다.
그러나 일반적으로 시멘트라 함은 토목·건축공사 등에 다량으로 사용되는 포틀랜드시멘트계만을 말한다. 포틀랜드시멘트계에는 보통·중용열, 조강, 저열, 내황산포틀랜드시멘트 등이 속하며, 이 밖에 고산화철형포틀랜드, 백색포틀랜드시멘트가 있으며, 본 발명에서는 포틀랜트 시멘트 및/또는 알루미나 시멘트를 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 시멘트는 시멘트 혼합물 전체 중 15 ~ 25 중량%를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 18 ~ 22 중량%를 포함할 수 있다.
만약, 시멘트 혼합물 전체 중 포틀랜드 시멘트를 15 중량% 미만으로 포함할 경우, 시멘트 혼합물의 양생 기간이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 만약, 시멘트 혼합물 전체 중 25 중량% 초과하는 양의 포틀랜드 시멘트를 포함할 경우, 상기 시멘트 혼합물을 사용하여 작업하기 힘든 문제가 있을 수 있다.
다음, 알루미나 시멘트에 대해 설명한다.
본 발명에서는 상기 알루미나 시멘트는 초기강도 및 내구성을 증진하는 역할을 한다.
주성분은 알루미나·생석회 CaO·무수규산 등의 용융물(溶融物)이며, CaO·Al2O3 및 5CaO·3Al2O3이 주요 광물로서 포틀랜드시멘트에 비해서 알루미나 성분이 상당히 많다. 20세기 초에 프랑스와 미국에서 각각 독자적으로 개발되었는데 물과 섞은 다음 경화(硬化)할 때까지의 시간이 짧은, 조강(早强)시멘트로서 냉한지에서의 공사나 급한 공사에 사용된다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 알루미나 시멘트는 시멘트 혼합물 전체 중량 중 15 ~ 30 중량%를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 18 ~ 22 중량%를 포함할 수 있다.
만약, 시멘트 혼합물 전체의 15 중량% 미만의 알루미나 시멘트를 포함할 경우, 경화 응결이 지연되는 문제가 있을 수 있고, 만약, 시멘트 혼합물 전체의 30 중량%를 초과하는 양의 알루미나 시멘트를 포함할 경우, 상기 시멘트 혼합물로 작업하는 것이 힘든 문제점이 있을 수 있다.
다음으로, 조강재에 대해 설명한다.
본 발명에서 조강재는 시멘트의 조기 강도를 증대하는 역할을 하며, 통상적으로 시멘트의 강도 증진을 위해 첨가되는 것이라면 특별히 제한하지 않는다.
또한, 상기 조강재는 시멘트 혼합물 전체 중 5 ~ 20중량%를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 10 ~ 15 중량%를 포함할 수 있다.
만약, 시멘트 혼합물 중 5 중량% 미만의 조강재를 포함할 경우, 상기 시멘트 혼합물을 사용하여 제조한 시멘트의 조기 강도가 저하되는 문제가 있을 수 있고, 만약, 시멘트 혼합물 중 20 중량%를 초과하는 조강재를 포함할 경우, 상기 시멘트 혼합물을 사용하여 작성하기 힘든 문제가 있을 수 있다.
다음, 골재에 대해 설명한다.
본 발명에서 골재는 시멘트의 강도 및 내구성을 증진시키는 역할을 하며, 모르타르 또는 콘크리트의 뼈대가 되는 재료로, 견고하고 화학적으로 안정된 것이어야 한다.
주로 모래와 자갈을 사용하는데, 낱알의 지름에 따라 5 ㎜ 이상인 조골재(粗骨材), 5 ㎜ 이하의 세골재(細骨材)로 나눈다. 또한 산출상태에 따라서 천연골재와 인공골재로 나눈다. 천연골재는 강자갈·산·바다에서 채취하는 자갈 및 모래 등 으로 강 및 강모래가 가장 많이 사용된다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 골재는 규사일 수 있으며, 상기 규사는 다양한 크기의 규사가 적용될 수 있으나, 바람직하게는 3 ㎜ 내지 7 ㎜ 중 어느 한 크기의 규사일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 골재는 시멘트 혼합물에 30 ~ 65 중량%를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 40 ~ 50 중량%를 포함할 수 있다.
만약, 30 중량% 미만의 골재를 포함할 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 작업성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 만약, 65 중량%를 초과하는 양의 골재를 포함할 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 본 발명의 속경성 폴리머콘크리트 조성물은 상기 시멘트 혼합물에 아크릴계 수지 및 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 시멘트 조성물의 부착성, 휨강도 및 수밀성을 증가시키는 역할을 하며, 바람직하게는 에폭시 변성 아크릴, 실란 변성 아크릴 및 폴리 변성 아크릴로 구성된 군 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여, 아크릴계 수지 20 ~ 45 중량부를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 30 ~ 40 중량부, 더욱 바람직하게는 32 ~ 36 중량부를 포함할 수 있다.
만약, 20 중량부 미만의 아크릴계 수지를 포함할 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 수밀성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 만약, 45 중량부를 초과는 아크릴계 수지를 포함할 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 강도 저하 및 내구성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 첨가제는 통상적으로 시멘트에 첨가되는 것이라면 특별히 제한하지 않으며, 바람직하게는 내마모제, 유동화제, 촉진제, 소포제, 지연제, 증점제 및 발수제 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 시멘트 혼합물은 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여, 첨가제 1 ~ 26 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 5 ~ 20 중량부를 포함할 수 있다.
만약, 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만의 첨가제를 포함할 경우, 제조된 시멘트 혼합물로 작업하기 힘든 문제점이 있을 수 있고, 만약, 26 중량부를 초과하는 첨가제를 포함할 경우 또한, 제조된 시멘트 혼합물로 작업하기 힘든 문제점이 발생할 수 있다.
구체적으로, 상기 개시된 첨가제에 대해 설명한다.
먼저, 내마모제는 시멘트 혼합물의 마모성을 증진하는 역할을 하며, 통상적으로 제조 및/또는 판매되는 시멘트용 내마모제라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 하이드라이트 및/또는 칼슘 실리케이트일 수 있다.
상기 내마모제는 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여 내마모제 1 ~ 8 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 1 ~ 3 중량부를 포함할 수 있다.
만약, 1 중량부 미만의 내마모제를 포함할 경우, 제조된 시멘트 조성물의 내마모성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 만약, 8 중량부를 초과하는 내마모제를 포함할 경우, 제조된 시멘트 조성물의 강도가 저하되는 문제가 있을 수 있다.
다음으로, 유동화제는 시멘트 혼합물의 작업성을 증진하는 역할을 하며, 통상적으로 시멘트에 유동화제로 첨가하는 것이라면 특별히 제한하지 않으며, 바람직하게는 나프탈렌 및/또는 리그닌일 수 있다.
본 발명에서는 상기 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 유동화제는 2 ~ 8 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 2 ~ 4 중량부를 포함할 수 있다.
만약, 2 중량부 미만의 유동화제를 포함할 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 흐름성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 만약, 8 중량부 초과하는 유동화제를 포함할 경우, 제조된 작업성 및 강도가 저하되는 문제가 있을 수 있다.
다음, 촉진제는 경화 불량을 방지하는 역할을 하며, 통상적으로 시멘트에 사용하는 것이라면 특별히 제한하지 않으며, 바람직하게는 트리에탄올아민 및/또는 소다희일 수 있다.
본 발명에서는 상기 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 촉진제는 0.02 ~ 0.3 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.09 ~ 0.15 중량부를 포함할 수 있다.
만약, 0.02 중량부 미만의 촉진제를 포함할 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 초기 강도가 저하되는 문제가 있을 수 있고, 만약, 0.3 중량부를 초과하는 촉진제를 포함할 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 작업성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
다음으로, 소포제는 공기 운행의 역할 및 작업성을 증진하는 역할을 하며, 통상적으로 시멘트에 첨가하는 소포제라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 탄화수소 폴리글리콜계 소포제 및/또는 계면활성제일 수 있다.
본 발명에서는 상기 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 소포제는 0.01 ~ 0.1 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.02 ~ 0.07 중량부를 포함할 수 있다.
만약, 0.01 중량부 미만의 소포제를 포함할 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 강도가 저하되는 문제가 있을 수 있고, 만약, 0.1 중량부를 초과하는 소포제를 포함할 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 작업성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
다음, 지연제는 시멘트 혼합물의 작업성이 유지 보완되는 역할을 하며, 통상적으로 시멘트에 사용하는 지연제라면 특별히 제한하는 것이라면, 바람직하게는 규불화물 및/또는 인산염 수 있다.
본 발명에서는 상기 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 지연제는 0.01 ~ 1.2 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.3 ~ 0.8 중량부를 포함할 수 있다.
만약, 0.01 중량부 미만의 지연제를 포함하는 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 작업성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 만약, 1.2 중량부를 초과하는 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 강도가 저하되는 문제가 있을 수 있다.
다음으로, 증점제는 시멘트 혼합물에 부착성이 증진시키는 역할을 하며, 통상적으로 시멘트에 사용되는 증점제라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 셀룰로스계 및/또는 아크릴아미드계일 수 있다.
본 발명에서는 상기 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 증점제는 0.02 ~ 1.0 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.03 ~ 0.07 중량부로 포함할 수 있다.
만약, 0.02 중량부 미만의 증점제를 포함하는 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 부착성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 만약, 1.0 중량부를 초과하는 증점제를 포함하는 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 내구성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 발수제는 제조된 시멘트 혼합물의 표면을 코팅하는 역할, 즉 시멘트에 물이 스며들지 않게 하는 역할을 하며, 통상적으로 시멘트에 첨가되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 아질산염 및/또는 스테아린산염일 수 있다.
본 발명에서는 상기 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 발수제는 0.01 ~ 1.0 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.08 ~ 0.3 중량부를 포함할 수 있다.
만약, 0.01 중량부 미만의 발수제를 포함하는 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 발수성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 만약, 1.0 중량부를 초과하는 발수제를 포함하는 경우, 제조된 시멘트 혼합물의 수밀성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
나아가, 본 발명은 상술한 속경성 폴리머콘크리트 조성물을 이용한 속경성 폴리머콘크리트를 제공한다. 상기 속경성 폴리머콘크리트는 KS F 2476 시험방법으로 압축강도 측정시, 35 ~ 60 N/㎟이고, KS F 2476 시험방법으로 측정한 휨강도가 6 ~ 8 N/㎟이다.
종래 콘크리트는 압축강도가 20 N/㎟ 미만 및 휨강도가 6 N/㎟미만으로, 본 발명의 속경성 폴리머콘크리트에 비해 현저히 물성이 떨어졌으며, 또 다른 종래의 콘크리트는 압축강도 20 N/㎟ 이상 또는 휨강도 6 N/㎟ 이상이지만, 압축강도 및 휨강도를 동시에 만족시킬 수 없었으나, 본 발명의 속경성 폴리머 콘크리트는 이를 만족함으로써, 속경성 폴리머 콘크리트의 부착성 크랙이 저감되는 효과를 나타낼 수 있다.
나아가, 본 발명은 (1) 포틀랜드 시멘트 15 ~ 25 중량%, 알루미나 시멘트 15 ~ 30 중량%, 조강재 5 ~ 20 중량% 및 골재 30 ~ 65 중량%를 포함하는 시멘트 조성물을 제조하는 단계; (2) 상기 시멘트 조성물을 1 ~ 10분 동안 18 ~ 25 ℃에서 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (3) 상기 혼합물에 아크릴계 수지 및 첨가제를 투입하여, 400 ~ 600 rpm으로 3 ~ 8분 동안 교반하는 단계;를 포함하여 제조하는 속경성 폴리머콘크리트 제조방법을 제공한다.
먼저, (1) 단계에서는 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 조강재 및 골재를 포함하는 시멘트 조성물을 제조한다.
상기 시멘트 조성물은 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 조강재 및 골재를 포함하는 것이라면 그 함량비를 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 포틀랜드 시멘트 15 ~ 25 중량%, 알루미나 시멘트 15 ~ 30 중량%, 조강재 5 ~ 20 중량% 및 골재 30 ~ 65 중량%를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 포틀랜드 시멘트 15 ~ 24 중량%, 알루미나 시멘트 15 ~ 25 중량%, 조강재 8 ~ 16 중량% 및 골재 32 ~ 50 중량%를 포함할 수 있다.
다음으로, (2)단계는 시멘트 조성물을 혼합하여 혼합물을 제조한다.
상기 혼합은 18 ~ 25 ℃에서 1 ~ 10분 동안 수행할 수 있으며, 바람직하게는 18 ~ 25 ℃에서 3 ~ 5분 동안 수행할 수 있다.
다음, (3)단계는 상기 혼합물에 아크릴계 수지 및 첨가제를 투입하여, 400 ~ 600 rpm으로 3 ~ 8분 동안 교반한다.
상기 혼합물에 첨가되는 아크릴계 수지 및 첨가제는 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 혼합물 100 중량부에 대하여 아크릴계 수지 20 ~ 45 중량부 및 첨가제 1 ~ 30 중량부를 첨가할 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 에폭시 변성 아크릴, 실란 변성 아크릴 및 폴리 변성 아크릴로 구성된 군 중 1종 이상일 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 내마모제, 유동화제, 촉진제, 소포제, 지연제, 증점제 및 발수제 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 (1) 도로 측구를 10 ~ 100 ㎜의 깊이로 절삭하는 단계; (2) 상기 절삭된 부위를 프라이머로 도포하는 단계; (3) 상기 도포 부위에 상술한 바와 같은 폴리머콘크리트를 포설하는 단계; 및 (4) 상기 포설된 폴리머콘크리트를 양생하는 단계;를 포함하여 수행되는 도로면 측구 시공공법을 제공한다.
먼저, (1) 단계의 절삭하는 단계에 대해 설명한다.
(1) 단계에서는 도로 측구가 절삭기에 의해 일정 깊이로 절삭가능하며, 바람직하게는 10 ~ 100 ㎜ 정도의 깊이로 절삭될 수 있다.
상기 절삭기는 로드 컷팅기, 해머식 타정기 및 다이아몬드 치핑기 등 다양한 종류의 절삭기가 적용될 수 있다.
이때 절삭된 부위의 깊이(D)는 절삭된 부위의 바닥면이 경계석의 저면보다 상부에 위치하게 되며, 즉, 절삭된 부위가 시공되는 경우, 경계석의 하부가 굴삭되지 않는다. 따라서 파쇄과정에서 발생될 수 있는 파쇄기의 진동 등으로 인하여, 경계석의 위치 혹은 자세가 변동되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 도로측구가 비교적 얇은 깊이(D)로 절삭되므로 절삭시간도 단축될 수 있고, 소음도 감소될 수 있다.
한편, 상기에서는 도로측구의 바닥면이 수평으로 절삭되는 것으로 설명하였지만, 바닥면이 다른 형상으로 절삭되는 것도 가능하다.
다음으로, 프라이머를 도포하는 (2) 단계에 대해 설명한다.
상기 (2) 단계는 절삭된 부위에 폴리머콘크리트의 부착 및 접착 성능을 우수하게 하는 역할을 하며, 상기 프라이머는 통상적으로 콘크리트 접착능 향상을 위해 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 에폭시 프라이머, 우레탄 수지 프라이머 및 아크릴 수지 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 사용할 수 있다.
상기 도포는 통상적으로 도포되는 두께라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 0.01 ~ 0.1 ㎜로 도포될 수 있다.
만약, 프라이머를 0.01 ㎜ 미만으로 도포할 경우, 속경성 폴리머콘크리트의 부착성이 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 만약, 0.1 ㎜를 초과하여 프라이머를 도포할 경우, 속경성 폴리머콘크리트의 작업성 및 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
다음, 속경성 폴리머콘크리트를 포설하는 (3) 단계에 대해 설명한다.
(3) 단계에서는 본 발명의 속경성 폴리머콘크리트를 포설함으로써, 기존면과 접착강도를 우수하게 할 수 있다.
상기 포설은 통상적으로 도포하는 콘크리트의 두께라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 20 ~ 40 ㎜로 도포될 수 있다.
다음으로, 포설한 폴리머콘크리트를 양생하는 (4) 단계에 대해 설명한다.
(4) 단계는 폴리머콘크리트의 품질을 최상의 내구성을 증진하는 목적으로 수행하는 단계이며, 통상적으로 콘크리트를 양생하는 조건이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 20 ~ 90 분 동안 수행할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 30 ~ 60분 동안 수행할 수 있다.
만약, 20 분 미만으로 폴리머콘크리트를 양생하는 경우, 폴리머콘크리트의 내구성 및 부착성이 저하되는 문제점이 있을 수 있으며, 만약, 90 분을 초과하여 폴리머콘크리트를 양생할 경우, 폴리머콘크리트의 작업성 및 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 본 발명의 도로면 측구 시공공법으로 수행할 시, 도로면 측구의 절삭된 부위와 상기 폴리머콘크리트의 접착강도가 1.0 ~ 2.5 N/㎟일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일구현예에 따라 시공한 측구의 단면도이다.
기존의 경계석(110), 인도(160) 및 도로면(140)에 시공되어 있는 도로 측구(120)를 절삭하고, 상기 절삭된 부위에 프라이머(150)을 도포한 후 상기 도포 부위에 본 발명의 폴리머콘크리트(130)를 포설 및 양생하여 도로면 측구를 시공하였다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[ 실시예 ]
실시예 1.
포틀랜드 시멘트 20 ㎏, 알루미나 시멘트 20 ㎏, 석고 12 ㎏ 및 골재인 규사 48 ㎏을 혼합하여 시멘트 혼합물을 제조한 후, 상기 시멘트 혼합물 100 ㎏에 대하여 물 18 ㎏을 넣고, 4분 동안 25 ℃에서 혼합하고, 상기 시멘트 혼합물 100 ㎏에 에폭시 변성 아크릴계 수지 35 ㎏, 칼슘 실리케이트 1 ㎏, 나프탈렌 3 ㎏, 트리에탄올아민 0.1 ㎏, 프로필렌 글리콜 0.05 ㎏, 인산염 0.5 ㎏, 히드록시 프로필 메틸셀룰로스 0.05 ㎏ 및 스테아린산염 0.1 ㎏의 첨가제를 넣고 혼합하여 속경성 폴리머콘크리트를 제조하였다.
실시예 2 ~ 9
각각의 조성물의 함량은 하기 표 1의 수치를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 속경성 폴리머콘크리트를 제조하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9

시멘트
혼합물
(㎏)		 포틀랜드 시멘트 20 15 25 20 20 20 20 20 20
알루미나 시멘트 20 25 15 20 20 20 20 20 20
석고 12 12 12 5 20 12 12 12 12
규사 48 48 48 55 40 48 48 48 48
합계 100 100 100 100 100 100 100 100 100
사용량
(㎏)		 에폭시 변성 아크릴계 수지 35 35 35 35 35 25 40 35 35

첨가제 사용량
(㎏)		 칼슘 실리케이트 1 1 1 1 1 1 1 8 1
나프탈렌 3 3 3 3 3 3 3 6 3
트리에탄올아민 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.3
프로필렌 글리콜 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.09
인산염 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1.2
히드록시 프로필 메틸셀룰로스 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.91
스테아린산염 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.8
첨가제 합계 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 14.8 7.3
비교예 1 ~ 9
각각의 조성물의 함량은 하기 표 2의 수치를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 속경성 폴리머콘크리트를 제조하였다.
비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 9
시멘트
혼합물
(㎏)		 포틀랜드 시멘트 10 35 30 2 20 20 20 20 20
알루미나 시멘트 30 5 10 38 20 20 20 20 20
석고 12 12 12 12 3 35 12 12 12
규사 48 48 48 48 57 25 48 48 48
합계 100 100 100 100 100 100 100 100 100
사용량
(㎏)		 에폭시 변성 아크릴계 수지 35 35 35 35 35 35 10 60 0

첨가제 사용량
(㎏)		 칼슘 실리케이트 1 1 1 1 1 1 1 1 1
나프탈렌 3 3 3 3 3 3 3 3 3
트리에탄올아민 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
프로필렌 글리콜 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
인산염 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
히드록시 프로필 메틸셀룰로스 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
스테아린산염 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
첨가제 합계 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8
실험예
상기 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 9에서 제조한 속경성 폴리머콘크리트의 물성인 부착강도, 압축강도, 휨강도, 내마모성 및 기존면과의 접착강도를 측정하였다.
도로 측구를 로드 컷팅기 절삭기로 50 ㎜의 깊이로 절삭한 후, 절삭한 부위를 아크릴 프라이머를 0.02 ㎜로 도포하였다. 이후 프라이머를 도포한 부위에 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 9 중 하나의 폴리머콘크리트를 30 ㎜로 포설하고, 45 분 동안 양생하여 도로면 측구를 시공하였다.
상술한 바와 같이, 시공한 도로면 측구를 KS F 2762 시험방법으로 부착강도, 압축강도, 휨강도 및 기존면과의 접착강도를 측정하였다. 또한, KS F 4041 시험방법으로 내마모성을 측정하였다. 측정한 물성(부착강도, 압축강도, 휨강도, 내마모성 및 기존면과의 접착강도)은 하기 표 3에 나타냈다.
부착강도(N/㎟) 압축강도(N/㎟) 휨강도
(N/㎟)		 내마모성
(㎎/㎟)		 기존면과의 접착강도
건조 습윤 12시간 1일 7일 28일
실시예 1 1.7 1.6 18 25 35 45 7.0 0.11 1.7
실시예 2 1.5 1.4 19 26 37 50 6.2 0.122 1.5
실시예 3 1.6 1.5 15 22 31 41 7.7 0.105 1.6
실시예 4 1.5 1.4 19 27 36 50 6.0 0.124 1.5
실시예 5 1.7 1.6 18 25 35 46 7.8 0.131 1.7
실시예 6 1.47 1.38 15 21 32 44 6.1 0.123 1.47
실시예 7 1.75 1.65 16 24 34 43 8.0 0.11 1.75
실시예 8 1.6 1.5 17 25 34 47 7.6 0.135 1.6
실시예 9 1.7 1.6 17 24 36 46 7.2 0.12 1.7
비교예 1 1.6 1.5 13 20 28 37 6.3 0.07 1.6
비교예 2 1.5 1.4 9 13 20 34 6.2 0.11 1.5
비교예 3 1.5 1.4 14 20 29 40 6.8 0.12 1.5
비교예 4 1.6 1.4 5 16 21 29 6.2 0.08 1.6
비교예 5 0.8 0.6 10 18 27 39 5.4 0.1 0.8
비교예 6 1.6 1.4 5 17 20 31 6.2 0.08 1.6
비교예 7 0.9 0.7 12 21 31 40 5.8 0.12 0.9
비교예 8 1.9 1.7 21 29 38 53 8.3 0.13 1.9
비교예 9 1.6 1.5 15 22 31 41 7.7 0.10 1.6
상기 표 3에서 확인되는 바와 같이, 칼슘 실리케이트의 함량을 높인 실시예 8의 속경성 폴리머콘크리트는 내마모성이 0.135 ㎎/㎟로 높은 내마모성을 보였으며, 실시예 1보다 첨가제인 트리에탈올아민, 프로필렌 글리콜, 인삼염, 히드록시 프로필 메틸셀룰로스 및 스테아린산염을 다량 첨가한 실시예 9는 작업하기에 적합한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1 보다 적은 양의 포틀랜드 시멘트를 포함하는 비교예 1 및 비교예 4의 속경성 폴리머콘크리트는 콘크리스트로서 적합하지 못한 낮은 압축강도를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
나아가, 실시예 1보다 과량의 포틀랜드 시멘트 및 소량의 알루미나 시멘트를 포함하는 비교예 2 내지 3의 속경성 폴리머콘크리트는 콘크리트의 응결이 지연되어 도포 초기에 낮은 강도를 보였다.
더불어, 실시예 1보다 소량의 석고를 포함하는 비교예 5는 압축강도 및 휨강도가 현저히 낮아 콘크리트로서 적합하지 않은 것을 확인할 수 있었다.
게다가, 실시예 1보다 과량의 석고 및 소량의 규사를 포함하는 비교예 6는 콘크리트로서 부적합하게 낮은 압축강도, 휨강도 및 내마모성을 보였다.
또한, 실시예 1보다 소량 또는 과량의 에폭시 변성 아크릴계 수지를 포함하는 비교예 7 또는 비교예 8의 콘크리트는 콘트리트로 사용하기 적합하지 않은 부착강도 및 휨강도를 보였다.
나아가, 에폭시 변성 아크릴계 수지를 포함하지 않는 비교예 9의 콘크리트는 수밀성이 낮아 콘크리트로서 시공하기에 적합하지 않았다.

Claims (12)

  1. 포틀랜드 시멘트 15 ~ 25 중량%, 알루미나 시멘트 15 ~ 30 중량%, 조강재 5 ~ 20 중량% 및 골재 30 ~ 65 중량%;를 함유한 시멘트 혼합물을 포함하고,
    상기 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여 아크릴계 수지 20 ~ 45 중량부 및 첨가제 1 ~ 30 중량부를 더 포함하며,
    상기 아크릴계 수지는 에폭시 변성 아크릴, 실란 변성 아크릴 및 폴리 변성 아크릴로 구성된 군 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 속경성 폴리머콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 대하여, 상기 첨가제는 내마모제, 유동화제, 촉진제, 소포제, 지연제, 증점제 및 발수제 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 속경성 폴리머콘크리트 조성물.
  5. 제4항에 대하여, 시멘트 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 내마모제는 1 ~ 8 중량부, 상기 유동화제는 2 ~ 8 중량부, 상기 촉진제는 0.02 ~ 0.3 중량부, 소포제 0.01 ~ 0.1 중량부, 지연제 0.01 ~ 1.2 중량부, 증점제 0.02 ~ 1.0 중량부 및 발수제 0.01 ~ 1.0 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 속경성 폴리머콘크리트 조성물.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 골재는 규사인 것을 특징으로 하는 속경성 폴리머콘크리트 조성물.
  7. 제1항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항의 속경성 폴리머콘크리트 조성물을 이용한 속경성 폴리머콘크리트로써,
    상기 속경성 폴리머콘크리트는 KS F 2476 시험방법으로 측정시, 압축강도 35 ~ 60 N/㎟이고, KS F 2476 시험방법으로 측정시 휨강도 6 ~ 8 N/㎟인 것을 특징으로 하는 속경성 폴리머콘크리트.
  8. (1) 포틀랜드 시멘트 15 ~ 25 중량%, 알루미나 시멘트 15 ~ 30 중량%, 조강재 5 ~ 20중량% 및 골재 30 ~ 65 중량%를 포함하는 시멘트 조성물을 제조하는 단계;
    (2) 상기 시멘트 조성물을 1 ~ 10분 동안 18 ~ 25 ℃에서 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
    (3) 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 아크릴계 수지 20 ~ 45 중량부 및 첨가제 1 ~ 30 중량부를 투입하여, 400 ~ 600 rpm으로 3 ~ 8분 동안 교반하는 단계;를 포함하고,
    상기 아크릴계 수지는 에폭시 변성 아크릴, 실란 변성 아크릴 및 폴리 변성 아크릴로 구성된 군 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 속경성 폴리머콘크리트 제조방법.
  9. (1) 도로 측구를 10 ~ 100 ㎜의 깊이로 절삭하는 단계;
    (2) 상기 절삭된 부위를 프라이머로 0.01 ~ 0.1 ㎜ 도포하는 단계;
    (3) 상기 도포 부위에 제7항의 폴리머콘크리트를 포설하는 단계; 및
    (4) 상기 포설된 폴리머콘크리트를 양생하는 단계;를 포함하고,
    상기 프라이머는 에폭시 프라이머, 우레탄수지 프라이머 및 아크릴 수지로 이루어진 군 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 도로면 측구 시공공법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서, 상기 양생하는 단계는 20 ~ 90 분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 도로면 측구 시공공법.
  12. 제9항에 있어서, 절삭된 부위와 폴리머콘크리트는 KS F 2476 시험방법으로 측정시, 접착강도가 1.0 ~ 2.5 N/㎟인 것을 특징으로 하는 도로면 측구 시공공법.
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